Maniobras básicas en lógica cableada

La automatización es uno de esos campos de estudio donde, por mucho que se aprenda, uno siempre tiene la sensación de saber poco. Un automatismo sencillo es fácil de entender. No obstante, como pasa con cualquier otro sistema, a medida que éste crece y evoluciona se va tornando cada vez más complejo. Leer el esquema de un automatismo con cierto grado de sofisticación puede ser frustrante si ya desde el principio no se han entendido bien los principios básicos, el abc de la automatización. 

Aunque en el montaje no se incluya ningún autómata programable, en un automatismo compuesto únicamente de contactores y relés, se habla de lógica cableada para referirse al "programa" que ejecuta el circuito de maniobra. Una "programación" que podemos variar alterando el cableado entre componentes. 

Como nunca está de más recordar los ladrillos básicos sobre lo que se sustenta todo lo que sigue, vamos a centrarnos en las maniobras más sencillas. A partir de ellas, cada vez iremos haciendo cosas más complejas. 

Un pulsador y una bobina 

Un pulsador cierra un contacto normalmente abierto (NO) y de esta manera alimentamos una bobina que bien puede ser de un contactor o de un relé. Los pulsadores tienen un resorte en su interior que hace que vuelvan a su posición original cuando dejamos de pulsarlos. Esto plantea un inconveniente y es que para que la bobina  reciba corriente debemos mantener presionado el pulsador, lo cual no tiene mucho sentido ya que estamos tratando de automatizar una tarea para que se ejecute sin nuestra intervención directa. 

Podríamos resolverlo usando un selector en lugar de un pulsador. Esto bastaría en una maniobra tan sencilla como ésta pero ... ¿y si tenemos un circuito con un paro de emergencia? Esto, en instalaciones industriales, es algo de lo más normal. En el momento en el que hay algún peligro para las personas alrededor de una máquina, se pulsa el paro de emergencia para pararlo todo. Imaginemos que es un selector el mando que pone en marcha la máquina. Un selector "memoriza" su estado. Si después de detener la instalación usando el paro de emergencia nadie recuerda poner el selector a 0, en el mismo momento de desenclavar el paro la máquina volverá a ponerse en marcha porque el selector está a 1 y eso es algo que puede provocar una situación peligrosa. Eso no sucederá si en lugar de un selector usamos un pulsador, porque el pulsador solo está a 1 en el mismo momento de pulsarlo y después vuelve a 0. Si se pulsa el paro de emergencia, al desenclavarlo, la máquina permanecerá parada hasta que se accione nuevamente el pulsador.

Es por éstas importantes cuestiones de seguridad que se hace necesario muchas veces el utilizar pulsadores y no selectores. Lo que necesitamos entonces, es usar un pulsador como mando para dar la orden de marcha y que la bobina permanezca alimentada hasta que pulsemos el pulsador de paro. Este problema lo solucionamos con un circuito de realimentación.

Realimentación 

Los contactores y los relés están provistos de contactos principales y contactos auxiliares. Son los auxiliares los que nos permiten implementar funciones como ésta. Tras un pulso inicial en S1 alimentamos la bobina y está continuará así gracias a la realimentación hasta que pulsemos el paro S2. 

Una variante de este circuito sería ésta: 

Obtenemos el mismo resultado. En términos de estudio del esquema, diríamos que éste es un circuito de realimentación con predominio a la activación. Esto se considera así porque se ha puesto el contacto normalmente cerrado (NC) en serie con el contacto auxiliar de enclavamiento. 

Sigamos con más maniobras.

Varios pulsadores 

Muchas veces es conveniente poder ordenar tanto la marcha como el paro desde varios puntos. Este es un ejemplo de circuito de maniobra con 3 pulsadores de marcha (S1, S2 y S3) y 2 de paro (S4 y S5). Recalcar que los contactos NO se conectan en paralelo junto con el contacto de realimentación mientras que los contactos NC se conectan en serie. 

Dos contactores independientes 

No es que podamos hacer gran cosa con un solo contactor o relé. Si bien es cierto que para aplicaciones muy sencillas puede bastar, lo normal es usar varios y a veces hay que usar muchos. Podéis ver que añadir, por ejemplo, otro contactor es tarea fácil. Volvéis a hacer, en paralelo, otra estructura igual que la anterior formada por paro, marcha, realimentación y bobina. 

Analicemos en conjunto el comportamiento de los dos contactores. Pueden adoptar 4 estados posibles: los dos en reposo; los dos funcionando; K1M en reposo y K2M funcionando; K1M funcionando y K2M en reposo. 

En este caso, los dos contactores pueden estar funcionando a la vez. No es algo que queramos siempre. Ya sea por motivos de seguridad u otros, nos puede interesar que solo uno de los dos esté funcionando y que el otro no pueda entrar en funcionamiento hasta que éste pase al estado de reposo. Para conseguir esto cablearíamos la siguiente maniobra:

Dos contactores con accionamiento condicionado 

Este esquema es parecido al anterior, pero con una diferencia muy importante. Del mismo modo que usamos un contacto auxiliar de cada contactor para provocar su realimentación hasta que se pulsa el paro, usamos otro de esos contactos auxiliares de tipo NC para impedir que un contactor puede ponerse en marcha si el otro está funcionando. Es un cableado cruzado que nos permite asegurar la maniobra para que el circuito se comporte como nosotros queremos. 

Aquí teneis un par de vídeos donde explico todo en detalle al mismo tiempo que hago la simulación en FluidSIM. 

                                         

                                        

Y para terminar, un truquillo. Cuando hagamos un esquema más elaborado, será habitual la necesidad de incluir la simbología del relé térmico en el esquema de maniobra, ya que es un dispositivo de protección que suele representarse en dicho esquema. Un programa como FluidSIM versión 4, pensado para electroneumática, no dispone de este componente pero podemos usar los que vienen en la biblioteca para "crear" uno. 

Relé térmico 

Recordemos que un relé térmico se compone de dos contactos. Uno cerrado, que mantendrá el circuito en funcionamiento mientras todo vaya bien pero que lo abrirá en el momento que detecte una sobrecarga peligrosa. Uno abierto, que se cerrará al abrirse el otro y que podemos utilizar para señalizar con una luz la anomalía. 

Teniendo todo esto en cuenta, podemos usar dos interruptores de FluidSIM para que actúen del mismo modo que lo harían los contactos de un relé térmico. La clave está en que uno tiene que ser cerrado y el otro abierto. Les ponemos el mismo nombre (F1) para que el programa los trate como un conjunto y listo. 

                                     

Como podéis ver, en automatización las posibilidades son infinitas y lo que hemos visto en esta entrada no es sino lo más básico de entre lo básico. Cuando entran en escena los relés temporizadores, es cuando las posibilidades empiezan a nublar la mente. Y todo esto antes de ni siquiera llegar a los autómatas programables. 

Como ya dije otra vez, la automatización es sin duda una de las ramas más fascinantes de la electrotecnia. Seguiré escribiendo artículos sobre el tema que espero sean de vuestro interés.

Un cordial saludo.

Esquemas realizados con FluidSIM.